换热器用无缝钛管失效分析

该文通过采用宏观检测、显微组织分析、扫描电镜分析、能谱分析等方法对流动介质为氯化物溶液的换热器用无缝钛管进行失效分析,发现流动介质为氯化物溶液的换热器中无缝钛管主要是通过以下2种方式发生腐蚀失效的,一种是Fe+离子存在于钛管材表面会在钛管材表面形成点腐蚀,通过点腐蚀的方式使钛管发生腐蚀失效;另一种是当换热器的管板和管材形成一定缝隙时会发生间隙腐蚀,间隙腐蚀发生时钛管会伴随有吸氢反应和自催化作用,最终导致管材产生腐蚀孔洞而失效。同时笔者建议在制作内部流动氯化物溶液的换热器时不易将不锈钢管板和钛管组合使用,并且管板与管材之间的间隙大于0.5 mm以免在使用过程中发生点腐蚀和间隙腐蚀导致换热器泄漏。

热穿轧工艺制备大口径TC4钛合金无缝管

采用热穿轧工艺试制大口径TC4钛合金无缝管,测试分析了试制的160 mm×8 mm TC4钛合金无缝管的加工精度、表面质量、显微组织与力学性能。结果表明:热穿轧TC4钛合金无缝管的表面质量、尺寸精度和力学性能均合格;管材的加工态组织主要由变形魏氏组织和少量网篮状组织构成,其冲击韧性好,延伸率达到16%以上,无需热处理就可进行冷轧加工,以获得更高精度和表面质量的钛合金无缝管;热穿轧工艺可用来制备大口径TC4钛合金无缝管,具有金属利用率高、流程短、能耗低等优点,能够满足工业生产要求。

钛合金无缝管材的研制与应用现状

目前,钛及钛合金管材在航空航天、石油化工、电站、生物医疗等领域得到广泛应用。本文详细总结分析了钛合金无缝管材的研制及应用现状。对钛合金无缝管的主要制备工艺进行了详细介绍,探讨了影响钛合金管材质量的主要因素和控制缺陷的措施。对制约钛合金无缝管材广泛应用的要素进行了阐述。

采用MPM机组生产TA2钛管热连轧工艺探讨

文章介绍了采用MPM机组热连轧工艺生产TA2无缝钛管关键工艺参数设计,试制表明,加热温度控制在1010~1020℃,顶头及导板表面涂覆自主研发的抗粘性剂,开轧温度控制到940~960℃时,塑性变形较好,热工具表面未产生粘黏现象。TA2无缝钛管检查结果显示,热连轧工艺生产的TA2钛管内外表面质量良好,外径及壁厚控制在尺寸偏差范围内,该工艺完全能够生产钛管及钛合金管。

斜轧穿孔法制备TC4合金管坯

为了供给市场要求的大直径TC4钛合金异型管壳的二次成形坯料,采用斜轧穿孔加工工艺制备了符合需求的TC4管坯。原始材料为自耗电弧熔炼铸锭,铸锭在β和α+β相区锻造成φ100mm×700mm的棒坯。穿孔前棒坯在中频感应炉中经980℃,3min热处理,然后在加强型两辊斜轧穿孔机上一火穿成φ102mm×11mm×1700mm管坯。所制成的管坯表面光滑,外径尺寸公差达到0.35mm,壁厚公差达0.1mm。管坯退火态室温下Rm=945MPa,A=14%,Z=33%。其强度比挤压制备的管坯略高,塑性相当。实验结果表明,采用斜轧穿孔法完全可以制备符合标准要求的大直径TC4管坯。

TC4钛合金热轧无缝管组织性能分析与控制

采用光镜、扫面电镜研究不同规格的热轧TC4钛合金无缝管的金相组织,并对钛合金管材进行力学性能测试,此外还研究了不同热处理及酸洗工艺对管材组织性能的影响。研究发现,不同规格的钛合金管材热轧态组织差异显著,而且穿孔后的毛管头部的外径和壁厚都比尾部的大。经不同温度的两相区退火工艺后得到的退火态组织没有显著变化。酸洗工艺虽然可以有效去除钛管表面氧化产物,但酸洗的时间参数十分重要,否则会造成钛管表面质量恶化。

PTA氧化反应冷凝器用钛焊管国产化分析

大宗有机原料——精对苯二甲酸(PTA)装置中,目前设备厂仍被要求首先选择钛无缝管和进口钛焊管作为PTA氧化反应冷凝器的换热管。分析了中国PTA市场需求及新投装置的规模,认为PTA氧化反应冷凝器用钛管将会有较大的市场需求,需要加快推进国产钛焊管的应用。重点分析了钛焊管与钛无缝管在加工工艺和产品质量等方面存在的差异,认为钛焊管比钛无缝管更适于用作PTA氧化反应冷凝器的换热管。经过十多年的发展,我国钛焊管的加工技术与产品质量都已与进口产品相当,国产钛焊管取代钛无缝管应用于PTA氧化反应冷凝器已成为必然趋势。

定(减)径温度对TC4钛合金无缝管成形的影响

通过Abaqus软件分析了开轧温度对TC4钛合金无缝管成形的影响,包括开轧温度对钛管几何尺寸、温度、应变等的影响;讨论了定(减)径过程中毛管的变形情况,以及开轧温度对钛管变形失稳的影响。结果表明:开轧温度880℃时,TC4钛合金无缝管的尺寸偏差最小,内外壁温差和外壁温差可以得到有效降低,管材温度均匀性良好;出口不同位置的等效应变较均匀,变形较为均匀,几乎无失稳区变形。

Φ610 mm TC4大直径钛合金热轧无缝管的研制

利用周期轧管机锻轧挤相结合的制造工艺,开发出Φ610 mm×30 mm×6 000 mm规格TC4大直径钛合金热轧无缝管。经检测,产品各项技术指标均满足ASME SB 861—2013标准中Gr5要求,综合性能良好,且纵、横向性能均匀。该大直径TC4钛合金热轧无缝管的研制成功,将钛合金热轧无缝管的外径上限由219 mm大幅度提高到610 mm,同时主要变形工序仅采用斜轧穿孔+周期轧管两道工序,大幅降低了管材的制造成本和制造周期。

工艺对Ti-3Al-2.5V钛合金无缝管的表面和性能的影响

本文介绍Ti-3Al-2.5V钛合金无缝管的表面质量和性能与工艺之间的关系,并且具体阐述了合金成份、熔炼工艺、变形行为、表面修磨和退火热处理对钛合金无缝管的表面和性能的影响。

TA2纯钛焊接管无缝化处理及焊缝组织和性能分析

以23 mm×0.7 mm的TA2纯钛焊接管为原料,研究了不同冷轧加工率对管材焊缝组织的影响,优选出冷加工率达到34%焊接管材,进行了后序的除油酸洗和真空退火处理。对比分析了经冷轧→除油酸洗→真空炉退火处理的焊接管与冷轧无缝管力学性能及工艺性能的差异。结果表明,TA2纯钛焊接管经过无缝化工艺处理后,焊缝粗大的铸态组织和过热的魏氏组织完全消除,为细小、均匀的等轴组织,与基体组织趋于一致;与冷轧无缝管相比,其抗拉强度、屈服强度、延伸率略高或相当;反向展平、扩口、压扁等工艺性能也无明显差异,有望取代冷轧无缝管。

钛合金无缝管斜连轧新工艺研究

针对钛合金材料热轧温度范围窄、温降快、变形抗力大等特点,将钛合金与无缝管斜连轧(TSR)新工艺有机结合并开展系统研究。根据斜连轧工艺结构与特点,分别构建连轧过程速度模型与张力模型;通过有限元数值模拟研究钛合金斜连轧过程金属变形机制、分析金属流动规律,获得其应力应变场、温度场、速度场分布及张力变化规律,基于有限元模拟进行现场实验研究。结果表明:初轧温度1050℃、合理匹配穿孔段与轧管段参数的情况下,可成功制备钛合金无缝管,且尺寸精度高、无明显表面缺陷。理论及实验分析证明斜连轧新工艺完全适用于钛合金无缝管材制备,同时缩短生产流程,提高生产效率。

退火温度对大口径TC4合金无缝管组织与性能的影响

利用真空自耗电弧炉+电子束冷床炉双联工艺熔铸TC4合金圆锭,采用铸坯直接斜轧穿孔工艺获得219 mm×16 mm大口径TC4合金无缝管,研究了不同退火温度对管材组织演变与力学性能的影响。结果表明:轧制态管材组织主要由变形魏氏体组织构成,退火处理后片层α相粗化并逐渐相互交错分布,β相晶界消失;随着退火温度不断升高,魏氏体组织转变为网篮组织,管材抗拉强度和屈服强度呈先下降后缓慢增大趋势,而伸长率呈先增大后减小趋势。综合分析认为,所制备的大口径TC4合金无缝管适宜退火温度为850℃左右,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率平均值分别为919 MPa、838 MPa和13.1%。

退火温度对TA31钛合金大口径无缝管组织与性能的影响

利用真空自耗电弧炉+电子束冷床炉熔铸了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(TA31)钛合金圆锭,通过铸坯直接斜轧穿孔制备出Ф178 mm×12 mm大口径无缝管,研究了不同退火温度(800、850、900、950℃)对TA31钛合金组织演变和力学性能的影响。结果表明:轧制态无缝管为变形的魏氏组织,主要由片层状α相集束和原始β相晶界组成;退火处理后,片层状初生α相减少,原始β相晶界消失,组织逐渐均匀化,但当退火温度超过900℃后,α相集束粗化并转变为网篮组织;随退火温度的升高,抗拉强度与屈服强度先略微降低后缓慢增大,而伸长率呈先增大后减小趋势,断口形貌由韧性+准解理混合型断裂逐渐变为韧性断裂再转变为韧性+准解理混合型断裂。综合分析认为,短流程制备的TA31钛合金大口径无缝管适宜退火温度为900℃左右,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率平均值分别为873 MPa、785 MPa和12.8%。

无缝钢管钢采用复合脱氧的效率

本文总结了为提高钢管钢的质量，采用硅锰（铝）合金和硅锰（钛）合金对钢水进行复合脱氧所产生的效果及质量化检验结果。